兩種不同超聲乳化術對兔角膜內(nèi)皮細胞的影響

1、兩種不同超聲乳化術對兔角膜內(nèi)皮細胞的影響作者：陶仕英 穆長征 劉華 王小梅【摘要】 目的：探討冷超聲乳化術和熱超聲乳化術后角膜內(nèi)皮形態(tài)結構的變化。方法：將12只純種日本大耳白兔隨機分為3組，對照組為正常的兔角膜內(nèi)皮細胞，實驗組分為冷超聲乳化組和熱超聲乳化組。每組4只兔，每只兔左眼均行冷超聲乳化術，右眼行熱超聲乳化術。于術前和術后6小時采用接觸性角膜內(nèi)皮顯微鏡進行角膜內(nèi)皮細胞形態(tài)學定量測定，并在透射電鏡下觀察角膜內(nèi)皮細胞超微結構的變化。結果：熱超聲乳化組細胞密度和六邊形細胞百分率明顯降低（P0.01），細胞面積和變異系數(shù)明顯增加（P0.01）。角膜中央1mm區(qū)域取材的透射電鏡切片示冷超聲乳化組的

2、內(nèi)皮損害小于熱超聲乳化組。結論：在相同的手術條件下，冷超聲乳化術后角膜內(nèi)皮的損傷小于熱超聲乳化術?！娟P鍵詞】 冷超聲乳化術； 熱超聲乳化術； 角膜內(nèi)皮 白內(nèi)障是眼科常見病和多發(fā)病，超聲乳化白內(nèi)障摘除術由于切口小，手術安全可靠而備受眼科界的青睞。以往多應用連續(xù)脈沖模式超聲乳化術，又叫熱超聲，由于超聲晶體核產(chǎn)生熱量及浪涌現(xiàn)象對角膜內(nèi)皮細胞造成損傷，是該手術最普遍最嚴重的并發(fā)癥1。如何降低超聲乳化過程中角膜內(nèi)皮細胞的損傷，一直是眼科醫(yī)生探討和研究的課題。近年來，眼科學者們提出新的概念?間歇微脈沖超聲乳化術，又叫冷超聲。本研究觀察并對比了兩種不同超聲乳化術對角膜內(nèi)皮損傷的差異，旨在為臨床醫(yī)生選擇安全的

3、手術方式提供理論依據(jù)。 1 材料與方法 1?1 實驗動物純種日本大耳白兔12只，3.5月齡，體重1.82.0kg，雌雄不限，由遼寧醫(yī)學院實驗動物中心提供。 1?2 藥品和試劑平衡鹽溶液（美國Alcon公司）；粘彈劑Viscoat（美國Alcon公司）；其它均為國產(chǎn)試劑。 1?3 主要儀器接觸性角膜內(nèi)皮細胞反射顯微照相反射系統(tǒng)（日本TOMEY EM?1000）；透射電子顯微鏡（日本JEM?1200EX）；超薄切片機（日本LKB?5型）；美國Allergen公司帶有白星軟件系統(tǒng)的Sovereign超聲乳化機；美國Stors公司的Protg超聲乳化機。 1?4 模型制備純種日本大耳白兔12只隨機分為

4、3組：正常對照組；冷超聲組采用間歇微脈沖模式超聲乳化術；熱超聲組采用連續(xù)脈沖模式超聲乳化術。用100ml/L水合氯醛（3ml/kg）腹腔麻醉，眼部用4%鹽酸奧布卡因滴眼液表面麻醉。常規(guī)顯微手術器械，灌注液為平衡鹽溶液，設置恒定參數(shù)（瓶高170cm，乳化時間1min40s）。于上方鞏膜緣后2mm作長約3.5mm的鞏膜隧道切口，穿刺入前房，注入粘彈劑0.25ml；環(huán)行撕囊，直徑約5mm。囊袋內(nèi)劈核行超聲乳化手術：左眼冷超聲乳化能量設定10%，負壓吸引400500mmHg；右眼熱超聲乳化能量設定30%，負壓吸引120150mmHg；抽吸晶狀體皮質。 1?5 角膜內(nèi)皮細胞檢測 1?5?1 形態(tài)學定量分

5、析 術后6小時采用TomeyEM?1000型接觸性角膜內(nèi)皮顯微鏡行中央部角膜內(nèi)皮細胞照相，每次檢查前，術眼點局麻藥一次。選取角膜中央?yún)^(qū)為統(tǒng)一的測量區(qū)域，檢查者從目鏡中看到內(nèi)皮細胞的清晰圖象后，通過計算機系統(tǒng)連續(xù)采集20張照片，從中選取分辨率最佳的進行計算機圖象處理。通過計算機系統(tǒng)分析得出角膜內(nèi)皮細胞密度、細胞面積、六邊形細胞百分率和變異系數(shù)。 1?5?2 電鏡觀察 術后6小時全麻下取雙眼角膜置于2.5%戊二醛固定液中，然后取角膜中央1mm區(qū)域的組織制成透射電鏡樣本。 1?6 統(tǒng)計學分析應用計算機圖象分析儀進行圖象分析處理，數(shù)據(jù)以s表示，采用SPSS11.5統(tǒng)計程序進行單因素方差分析和q檢驗，P

6、0.05為差異有顯著性意義。2 結果 2?1 術前角膜內(nèi)皮顯微鏡檢查結果 表1 術前角膜內(nèi)皮顯微鏡檢查結果（略） 冷超聲組和熱超聲組與正常對照組比較內(nèi)皮細胞密度、細胞面積、六邊形細胞百分率和變異系數(shù)各組對比無顯著性差異（P0.05）。 2?2 術后6h角膜內(nèi)皮顯微鏡檢查結果表2 術后6h角膜內(nèi)皮顯微鏡檢查結果（略） 注： * 與正常對照組比較,P0.05;* 與冷超聲組比較P0.01。細胞密度、六邊形細胞百分率各實驗組與對照組比較明顯減少（P0.05），其中以熱超聲組減少最為顯著（P0.01）。細胞面積、變異系數(shù)各實驗組與對照組比較明顯增加（P0.05），其中以熱超聲組增加最為顯著（P0.01

7、）。 2?3 透射電鏡檢查結果 2?3?1 正常對照組 角膜內(nèi)皮細胞為單層扁平上皮細胞，細胞內(nèi)結構（如細胞核、線粒體、粗面內(nèi)質網(wǎng)等）清晰可見，內(nèi)皮細胞與基底膜連接緊密（圖1）。 圖1 正常對照組角膜內(nèi)皮細胞（5000）（略） 2?3?2 冷超聲組 細胞結構完整，但與正常組對比線粒體及粗面內(nèi)質網(wǎng)擴張，胞漿內(nèi)吞飲小泡增多（圖2）。 圖2 冷超聲組角膜內(nèi)皮細胞（5000）（略） 2?3?3 熱超聲組 與正常組對比，細胞結構明顯破壞，線粒體數(shù)量明顯減少，細胞內(nèi)出現(xiàn)多處大的空泡（圖3）。 圖3 熱超聲組角膜內(nèi)皮細胞（5000）（略） 3 討論 3?1 角膜內(nèi)皮細胞的功能及損傷的修復角膜基質中含有葡糖胺聚

8、糖等物質，產(chǎn)生的滲透壓能使水被基質吸收，而單層內(nèi)皮細胞是滲漏性的，內(nèi)皮細胞的泵功能將基質內(nèi)過多的水分排除至房水中，保持著角膜的正常的脫水狀態(tài)。如果內(nèi)皮功能被破壞，泵功能消失，水漏入基質，破壞了膠原纖維的有序結構，使光線散射，角膜渾濁，失去正常的角膜的透明性。白內(nèi)障手術對角膜內(nèi)皮的損傷多在角膜的內(nèi)上象限。超聲乳化白內(nèi)障手術時的主要損傷為超聲波的直接損傷。當內(nèi)皮細胞受損時，周圍細胞通過移行擴展來完成修補2。一個內(nèi)皮細胞受損，其周圍的六個細胞都要受到影響，它們的正常形狀和大小必然首先要發(fā)生改變，這樣才能填補缺損的細胞，產(chǎn)生大小不均勻的改變：標準的六角形細胞減少，非六角形細胞增多。手術創(chuàng)傷后，細胞的移

9、行可導致平均細胞密度降低和原典型六邊形細胞形態(tài)發(fā)生變化。角膜內(nèi)皮功能的恢復不僅需要一定的細胞密度，而且很重要的是細胞形態(tài)。在我們的實驗中，通過表2和圖2、圖3發(fā)現(xiàn)，應用冷超聲乳化術可以很好地保存角膜內(nèi)皮的結構，降低變異系數(shù)。 3?2 冷超聲乳化術降低角膜內(nèi)皮細胞損傷比熱超聲乳化術效果好在本實驗中，通過表2可見冷超聲組術后6小時六邊形細胞百分率和變異系數(shù)分別為55.8313.08和43.747.05，而熱超聲組術后六邊形細胞百分率和變異系數(shù)分別為49.099.63和53.019.92，兩者對比差異顯著（P0.01）。從圖2和圖3我們更清晰地看到冷超聲乳化對角膜內(nèi)皮超微結構的保存更加完整，這與超聲

10、乳化手術儀器和手術方法的改進是密不可分的。白內(nèi)障超聲乳化術的發(fā)展經(jīng)歷了三個歷史階段：前房超聲乳化階段、后房超聲乳化階段和囊袋內(nèi)超聲乳化階段3。前兩個階段主要強調超聲能量，角膜內(nèi)皮細胞易損傷，文獻報道超聲能量平均在60%，術后角膜內(nèi)皮細胞喪失率為9%25%4。囊袋內(nèi)超聲乳化階段出現(xiàn)了劈核技術和抽吸力兩個概念，并提出了新概念?冷超聲乳化5，即降低能量，采取間歇式脈沖，通過對能量的調控，減少進入眼內(nèi)的總超聲能量。一個微小脈沖的時間長度僅是常規(guī)脈沖的1/100，間歇時間內(nèi)盡管沒有能量釋放，但通過負壓同樣能維持效能，間歇期起到冷卻作用，能夠更有效地防止熱灼傷。微爆破能量具有良好的刻蝕效果，高負壓具有良好

11、的碎片跟隨性，在平靜中進行有效的超聲乳化。因此，在臨床工作中，尤其對于術前角膜內(nèi)皮細胞密度低的病例，冷超聲乳化術是較安全而慎重的選擇?！緟⒖嘉墨I】 1 Tognetto D,Sanguinetti G,Sirotti P,et al.Visualization of fluid turbulence and acoustic cavitation during phacoemulsification.J Cataract Refract Surg， 2005，31(2):406411. 2 Schultz G,Jumblatt M,Woost P,et al.Growth factors an

12、d corneals endothelial cells.Corneal,1992,11:20?3 Steinert RF,Schafer ME.Ultrasonic?generated fluid velocity with Sovereign WhiteStar micropulse and continuous phacoemulsification.J Cataract Refract Surg， 2006，32(2):284287.4 Olson RJ,Jin Y,Kefalopoulos G,et al.Legacy AdvanTec and Sovereign WhiteStar: a wound temperature study.J Cataract Refract Surg， 2004，30(5):